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CarboBreak - Voraussetzungen und Mechanismen einer Freisetzung alveolengängiger faserförmiger Carbonfaser Bruchstücke

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Innovative Fasermaterialien und Faserverbundwerkstoffe wurden in den letzten Jahren immer weiter entwickelt und erfreuen sich in den verschiedensten Anwendungsgebieten und Produkten einer steigenden Nachfrage.

Rasterelektronenmikroskop-Aufnahme von Carbonfasern und kritischen, gesundheitsrelevanten Carbonfaser-Bruchstücken  © BAuARasterelektronenmikroskop-Aufnahme von Carbonfasern und kritischen, gesundheitsrelevanten Carbonfaser-Bruchstücken © BAuA

 

Insbesondere bei den Carbonfasern hat sich der globale Bedarf innerhalb dieses Jahrzehnts mehr als verdoppelt. Voruntersuchungen haben für die Fasern selbst und den aus ihnen hergestellten polymeren Verbundwerkstoffen bei mechanischer Beanspruchung und Bearbeitung teilweise eine ausgeprägte Neigung zum Splitterbruch gezeigt. Bisher ist ungeklärt, wie stark das Potential zur Freisetzung alveolengängiger Bruchstücke innerhalb des gesamten Lebenszyklus bei der mechanischen Beanspruchung der Fasern ist.

Im Licht der Asbestproblematik erscheint die Entwicklung materialwissenschaftlicher Expertise zum Bruchverhalten von Carbonfasern unterschiedlicher Typen und Herkunft als dringend geboten. Es ist notwendig, die stofflichen Voraussetzungen der Fasern für die Ausbildung alveolengängiger faserförmiger Fragmente aufzuklären.

 

Arbeitsschutzmaßnahmen im Carbonfaser-Technikum des STFI © Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V.Arbeitsschutzmaßnahmen im Carbonfaser-Technikum des STFI © Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V.Die wachsende Bedeutung von Carbonfasern insbesondere für Leichtbau- und Hochleistungsanwendungen erfordert aufgrund der hohen Beständigkeit graphitischer Werkstoffe in biologischen Systemen nicht nur aus der Sicht der Produktentwickler, sondern auch aus Sicht der Arbeits- und Produktsicherheit, ein tiefgehendes Verständnis von Staub- und Faserfreisetzungsprozessen. Dafür bedarf es gemeinschaftlicher übergreifender Anstrengungen unterschiedlicher Disziplinen wie Sicherheitsforschung, Materialwissenschaften und Produktentwicklung.

Ziel des Vorhabens CarboBreak ist ein verbessertes Verständnis des Splitterbruchverhaltens von Carbonfasern sowie die Untersuchung des Freisetzungsverhaltens von alveolengängigen Bruchstücken aus den Fasern und daraus hergestellten Faserverbundwerkstoffen bei mechanischer Beanspruchung. Als Ergebnis werden Empfehlungen für die Arbeitsweise und die persönliche Sicherheit sowie zu idealen bzw. optimierten Prozessparametern erstellt. Die Ergebnisse des Projektes CarboBreak leisten grundsätzliche Beiträge zur Entwicklung anwendungssicherer Materialinnovationen.

 


Förderkennzeichen: 03XP0197

Laufzeit: 01.01.2019 - 31.12.2021


 

Projektleitung

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Dr. Anna Große, Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V., Chemnitz (DE)

 

 

Projekt-Partner

 

 


 

 

 

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